[发明专利]一种用于蒸汽涡轮增压器的自适应参数变化控制系统及方法

说明书

本发明涉及一种用于蒸汽涡轮增压器的自适应参数变化控制系统及方法，包括：步骤1、通过涡轮主汽调节阀调节蒸汽涡轮增压器的总输出流量；步骤2、根据蒸汽涡轮机和蒸汽压缩机的特性曲线得到函数关系；步骤3、通过设置涡轮主汽调节阀和压缩机可调进口导叶协同控制蒸汽涡轮增压器的转速；步骤4、控制器通过PID控制各项蒸汽参数。本发明的有益效果是：本发明采用涡轮主汽调节阀与压缩机可调进口导叶协同调节控制蒸汽涡轮增压器的转速，实现蒸汽涡轮增压器自适应高压蒸汽、低压蒸汽、供热蒸汽参数变化以及供热流量变化，保证蒸汽涡轮增压器变工况安全稳定高效运行。

技术领域

本发明涉及蒸汽涡轮增压器领域，尤其包括一种用于蒸汽涡轮增压器的自适应参数变化控制系统及方法。

背景技术

热电联产因为其能源利用率高的优势被许多国家积极推广为各国能源战略规划中的重要组成部分。目前我国热电联产的发展特征就是大量对纯凝机组的供热改造，热电联产装机容量和供热量方面已位列世界第一位。总体上讲，我国热电联产大型机组可分为两类：一类是背压机组，即机组完全按照供热需求设计(或改造)；另一类为纯凝/抽凝机组，即纯凝机组改为纯凝/抽凝两用机组。在纯凝机组改造的工业抽汽供热系统中，供热汽源基本都是采用再热冷段、再热热段管段打孔抽汽，普遍存在抽汽压力和温度与供热压力和温度不匹配。火电机组发电负荷较高时抽汽压力和温度高于供热参数，需要采用减温减压器降温降压，利用压力调节阀的节流作用降低供热蒸汽压力，利用喷水减温降低供热蒸汽温度，造成较大的节流损失。火电机组发电负荷较低时，抽汽压力和温度偏低，达不到供热参数要求，一般需要关小汽轮机中压进汽调节阀参与调节，导致火电机组低负荷工况下发电煤耗升高。

为了改善减温减压器以及中压调节阀带来的能源浪费，有些项目采用蒸汽压力匹配器方案或者小型背压汽轮机方案，一定程度上回收了蒸汽中的高品位能量。然而蒸汽压力匹配器在火电机组变工况时经济性变差，甚至完全不能工作。小型背压机在某些场景中的应用受到限制，背压机排汽温度远低于供热蒸汽温度的要求，导致背压机无法使用。蒸汽涡轮增压器由蒸汽压缩机、蒸汽向心涡轮、润滑与密封系统、控制系统等组成，是一种回收高参数蒸汽能量提升低参数蒸汽能量的装置。但蒸汽涡轮增压器相联的汽轮机和外界热用户的参数会发生较大变化，导致蒸汽涡轮增压器旋转速度发生变化，蒸汽涡轮增压器正常设计旋转速度达到2～3万转/分钟，当蒸汽涡轮增压器旋转速度超过一定比例后，会引起蒸汽涡轮增压器超速或者喘振。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种用于蒸汽涡轮增压器的自适应参数变化控制系统及方法。

这种用于蒸汽涡轮增压器的自适应参数变化控制系统，包括：蒸汽涡轮机、蒸汽压缩机、涡轮主汽调节阀、压缩机可调进口导叶、蒸汽涡轮增压器旁路减压阀、蒸汽涡轮机排汽阀、蒸汽压缩机排汽阀、控制器、蒸汽涡轮进汽压力传感器、蒸汽涡轮机排汽压力传感器、蒸汽压缩机进汽压力传感器、蒸汽压缩机排汽压力传感器、供热联箱蒸汽压力传感器、关断阀、高压蒸汽入口和低压蒸汽入口；

所述高压蒸汽入口与蒸汽涡轮机通过管道相连；高压蒸汽入口与蒸汽涡轮机之间的管道上设有涡轮主汽调节阀；所述蒸汽涡轮机与涡轮主汽调节阀之间设有蒸汽涡轮进汽压力传感器；

所述蒸汽压缩机与低压蒸汽入口通过管道相连；所述蒸汽压缩机与低压蒸汽入口之间按蒸汽压缩机、压缩机可调进口导叶、关断阀、低压蒸汽入口的顺序依次设有压缩机可调进口导叶和关断阀；所述压缩机可调进口导叶和关断阀之间设有蒸汽压缩机进汽压力传感器；

所述蒸汽涡轮机的排气口与蒸汽涡轮机排汽阀相连，蒸汽涡轮机的排气口后设有汽涡轮机排汽压力传感器；所述蒸汽压缩机的排气口与蒸汽压缩机排汽阀相连，蒸汽压缩机的排气口后设有蒸汽压缩机排汽压力传感器；

所述蒸汽涡轮进汽压力传感器、蒸汽涡轮机排汽压力传感器、蒸汽压缩机进汽压力传感器、蒸汽压缩机排汽压力传感器和供热联箱蒸汽压力传感器均与控制器相连。